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毕业设计说明书污水厂CASS工艺

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2020年5月29日
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南通某经济开发区污水处理厂设计

摘要:本设计主要是南通市某经济开发区污水处理厂的设计,该污水厂位于经济开发区,根据对原水水质的分析,以及参考大量的污水处理资料,综合考虑技术、经济等因素,最终采用现行的SBR变形形式CASS工艺。CASS是周期循环活性污泥法的简称,又称为循环活性污泥工艺,是在SBR的基础上发展起来的,即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水。该污水厂设计的流程为进水→粗格栅→提升泵房→细格栅→平流沉砂池→CASS池→普快滤池→消毒池→出水。污泥的处理流程为CASS→污泥提升泵房→储泥池→浓缩池。该厂出水达到设计要求。
关键词:污水处理厂;CASS;污泥处理

Factory design of an Economic Development Zone Wastewater Treatment in Nantong
Abstract: This design is the design of wastewater treatment plant of a economic development zone of Nantong City, the sewage treatment plant is located in the economic development zone, based on the analysis of the raw water quality, sewage and reference data processing large, comprehensive consideration of technical, economic and other factors, the current SBR deformation form of CASS process. CASS is a cyclic activated sludge method abbreviation, also known as cyclic activated sludge technology, is in the SBR developed on the basis of SBR, namely in the pool water inlet end adds a biological selector, realizes continuous water (precipitation, drainage period is still continuous, intermittent drainage.). The design of wastewater treatment plant process water, coarse grid, pumping station, fine grid, advection sedimentation tank, CASS tank → Pukuai filter, disinfection pool, water. Treatment process of sludge is CASS, sludge pumping station, sludge storage tank, concentrated pool. The effluent can meet the design requirements.
Key words: Sewage treatment plant; CASS; sludge disposal

目 录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1．1 课题研究意义 1
2污水厂概况 1
2.1地理位置及气候 1
2.2设计规模及进出水水质 2
2.3 处理程度的计算 2
3 城市污水处理设计 2
3.1污水处理工艺流程选择 2
3.2 工艺比较 3
3.2.1氧化沟方案 3
3.2.2 CASS工艺方案 4
3.3方案的确定 6
3.4工艺流程图 6
4 污水处理构筑物的设计说明 7
4.1 粗格栅的设计 7
4.1.1 格栅尺寸 7
4.1.2 经过格栅的水头损失 h1 8
4.1.3 栅后槽总高度 H 8
4.1.4 栅槽总长度 L 8
4.1.5 每日栅渣量 W 9
4.1.6 格栅的选择 9
4.2提升泵房 10
4.3细格栅 10
4.3.1细格栅的隔栅尺寸 10
4.3.2经过格栅的水头损失 h1 11
4.3.3 栅后槽总高度 H 11
4.3.4 栅槽总长度 L 11
4.3.5 每日栅渣量 W 12
4.4 平流式沉砂池 12
4.4.1 功能: 12
4.4.2 设计计算 13
4.4.3主要工程内容 14
4.5 CASS生化池 15
4.5.1 CASS的功能 15
4.5.2 设计计算 15
4.6 滤池设计计算 20
4.7接触消毒池与加氯间 21
4.7.1 设计说明: 21
4.7.2 设计计算 21
5. 污泥的处理与处理 23
5.1贮泥池计算 23
5.2 污泥提升泵房 23
5.3 浓缩池设计计算 23
5.4 污泥脱水计算 25
5.4.1 浓缩后污泥量 25
5.4.2 脱水工艺及脱水设备的选择 25
6 污水厂总体布置 26
6.1 污水处理厂平面布置原则 26
6.2 污水处理厂高程布置原则 26
6.2.1 污水处理厂高程布置应考虑事项: 26
6.2.2污水厂的高程布置 26
6.2.3高程布置计算 26
总结 29
参考文献 30
致谢 31

1 绪论
1．1 课题研究意义
污水厂的随着经济社会的不断发展,越来越多的问题暴露出来,水污染就是其中影响最大的一个问题之一。在工业发展的初期,人们更多地考虑发展生产、追求利益,忽视了工业三废对环境的影响而自然排放废水、废气和废渣,不可避免地产生了水体和环境的污染。发达国家无一例外地经历过先污染后治理的发展历程,污染的空气、发臭的河流和遍地的垃圾成为现代社会发展初期的历史景象【1】。中国近几十年也在经历这一历史时期,并已产生了严重的危害。
在经济发展的同时,我们不能以牺牲环境为代价。当前,中国水资源形势比较严峻,一方面,中国人均水资源量不足2300m ,属1 3个严重贫水国家之一【2】。因此,治理水污染已经成为了一个亟待解决的问题。而设立污水处理厂就是治理水污染的重要方式之一。当前,中国污水处理行业市场存在的主要问题有相关政策、法规体系尚不完善,城镇污水处理正处于行政管理体制的转型阶段,与市场化的要求还有一定的差距,部分城市污水处理厂的经营、监督主体混淆不清,收费制度实施不到位,投融资体制亟待完善,地方配套的污水收集管网建设滞后,污水收集率低,很多城镇污水处理厂的水量水质与设计要求相差较大,对企业排污监督制度的不完善,部分工业企业存在不达标排放甚至偷排现象,对城市污水处理厂水质形成很大的冲击,影响污水厂的正常运行【3】。
2污水厂概况
2.1地理位置及气候
南通,地处中国黄海南部,长江入海口北岸,南与苏州、上海两市隔江相望,西与泰州市接壤,北与盐城市接壤,总面积8001平方公里,南通除狼山低丘群外,都为海拔五、六米以下的平原,平均海拔为四米左右。位于江海交汇处,正当长江入海口,是由长江北岸的古沙嘴不断发育、合并若干沙洲而成,属长江下游冲积平原。60 前,长江水从上游夹带大量泥沙不断沉积在江口,南通由此成陆,并逐渐自西向东、向南延伸扩展,海安最早,如皋渐次。南通市区和附近地带古称胡逗洲,唐代是一块东西约40公里、南北约17.5公里的岛屿,与海安、如皋等地夹江相望,后不断淤涨、并接、连成一片。全境地域轮廓东西向长于南北向,三面环水,一面靠陆,似不规则的菱形状。地势低平,地表起伏甚微,高程一般在2.0~6.5米,自西北向东南略倾斜,按其地理位置、成陆先后、地貌显示及成因可分为狼山残丘区、海安里下河低洼泻湖沉积平原区、北岸古沙嘴区、南部平原和洲地、三余海积平原区、沿海新垦区等。平原辽阔,水网密布是其显著特征。
南通背靠平原,三面环水,属北亚热带湿润性气候区,季风影响明显,四季分明,气候温和,光照充分,雨水充沛,雨热同季,无霜期长。南通降雨比较充沛,年降水量在1000毫米左右,常年雨日平均120天左右,夏季雨量约占全年雨量的40~50%。6月~7月常有一段梅雨,是这里降水最集中的时期。年平均气温15℃左右,1月份最冷,月平均温度在3℃左右,也曾出现过接近-10℃的极端最低气温;7、8月最热,月平均温度在27℃左右,但受海洋影响,极端最高气温只有38℃。常见的气象灾害有洪涝、干旱、梅雨、台风、暴雨、寒潮、高温、大风、雷击、冰雹等。
2.2设计规模及进出水水质
该设计的内容为南通某经济开发区污水处理工程,南通市某区地处长江入海口北岸,南枕万里长江,北临苏北平原,通吕运河、通扬运河、204国道、宁通高速公路、宁启铁路穿境而过。根据调查,该经济开发区污水处理厂(以下简称港闸污水厂)近期内处理的污水主要是工业污水(其中化工和印染废水为主),所占比例约为75.4%,另外生活污水所占比例为24.6%。
根据可行性研究报告对该污水厂进水水质的分析以及相关批复意见,该污水厂的设计进水主要水质指标如下:BOD5250 mg/L、CODcr 500 mg/L、SS 250 mg/L、TN 45 mg/L、NH3-N 30 mg/L、pH6~9。废水经处理后排入长江近岸Ⅲ类水域,执行<污水综合排放标准>(GB8978-1996)表4中的一级标准,如下所示:BOD520 mg/L、CODcr 60 mg/L、SS 20 mg/L、TN 15mg/L、NH3-N 15 mg/L、pH6~9。设计日处理量为30000t/d。
从上面的数据中能够看出:根据对各项污染物去除率的要求,表明污水处理工艺在满足常规去除BOD和COD以及SS的同时,必须具备脱氮和除磷的功能。采用适宜的除磷脱氮污水生物处理工艺,确保表中污染物的有效去除。
2.3 处理程度的计算
(1)的去除率

(2)的去除率

(3)SS的去除率

(4)NH4-N的去除率

(5)TN的去除率

3 城市污水处理设计
3.1污水处理工艺流程选择
在设计本污水处理厂的时候,应充分考虑如下原则:
(1)贯彻执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法规、规范及标准。
(2)从经济开发区的实际情况出发,使工程建设与城市的发展相协调,既保护环境,又最大程度地发挥工程效益。
(3)根据设计进水水质和出厂水质要求,所选污水处理工艺力求技术先进、成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果,减少工程投资及日常运行费用。
(4) 妥善处理和处理污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥,避免造成二次污染。
(5)采用现代化技术手段,实现自动化控制和管理,做到技术可靠、经济合理。
(6) 在污水厂征地范围内,厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下,使各处理构筑物尽量集中,节约用地,扩大绿化面积,并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。
(7)厂区建筑风格力求统一,简洁明快,美观大方,并与厂区周围景观相协调。
(8)积极创造一个良好的生产和生活环境,把污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。
(9)特别注意,任何工艺技术、流程都有一定的适用条件,因此要认真研究当地气象、地面与地下水资源、地质、给排水现状与发展规划,根据现状与预测污水产量来选择水处理工艺流程布置。
基于上述污水处理工艺选择原则,拟定一下两种污水处理工艺:一种是氧化沟法;另一种是CASS法。
3.2 工艺比较
3.2.1氧化沟方案
氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人称其为”循环曝气池”、”无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长,有机负荷低,其本质上属于延时曝气系统。氧化沟利用连续环式反应池(Cintinuous Loop Reator,简称CLR)作生物反应池,混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环,氧化沟一般在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池中的物质传递水平速度,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。  
氧化沟的技术特点:   
(1)氧化沟结合推流和完全混合的特点,有力于克服短流和提高缓冲能力,一般在氧化沟曝气区上游安排入流,在入流点的再上游点安排出流。
(2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的,而液体流动却保持着推流前进,其曝气装置是定位的,因此,混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高,然后沿沟长逐步下降,出现明显的浓度梯度,到下游区溶解氧浓度就很低,基本上处于缺氧状态。
(3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备,有利于氧的传质,液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为20~30w/s,平均速度梯度G大于100s-1。这不但有利于氧的传递和液体混合,而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期,平均速度梯度G小于30s-1,污泥仍有再絮凝的机会,因而也能改进污泥的絮凝性能。  
(4)氧化沟的整体功率密度较低,可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速,对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失,因而氧化沟可比其它系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道,氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%~30%。  
氧化沟缺点 
尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。可是,在实际的运行过程中,仍存在一系列的问题。 
(1)污泥膨胀问题 
当废水中的碳水化合物较多,N、P含量不平衡,pH值偏低,氧化沟中污泥负荷过高,溶解氧浓度不足,排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀;非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高,细菌吸取了大量营养物质,由于温度低,代谢速度较慢,积贮起大量高粘性的多糖类物质,使活性污泥的表面附着水大大增加,SVI值很高,形成污泥膨胀。 
(2)泡沫问题 
由于进水中带有大量油脂,处理系统不能完全有效地将其除去,部分油脂富集于污泥中,经转刷充氧搅拌,产生大量泡沫;泥龄偏长,污泥老化,也易产生泡沫。
(3)污泥上浮问题 
当废水中含油量过大,整个系统泥质变轻,在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间,易造成缺氧,产生腐化污泥上浮;当曝气时间过长,在池中发生高度硝化作用,使硝酸盐浓度高,在二沉池易发生反硝化作用,产生氮气,使污泥上浮;另外,废水中含油量过大,污泥可能挟油上浮。 
(4) 流速不均及污泥沉积问题 
在氧化沟中,为了获得其独特的混合和处理效果,混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘,转刷的浸没深度为250~300mm,转盘的浸没深度为480~ 530mm。与氧化沟水深(3.0~3.6m)相比,转刷只占了水深的1/10~1/12,转盘也只占了1/6~1/7,因此造成氧化沟上部流速较大,而底部流速很小(特别是在水深的2/3或3/4以下,混合液几乎没有流速),致使沟底大量积泥,大大减少了氧化沟的有效容积,降低了处理效果,影响了出水水质[4]。 
3.2.2 CASS工艺方案
CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称,又称为循环活性污泥工艺CAST(Cyclic Activated Sludge technology),是在SBR的基础上发展起来的,即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌,其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累--再生理论,使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累),随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段,以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。
CASS工艺的优点:
(1)工艺流程简单,占地面积小,投资较低
CASS的核心构筑物为反应池,没有二沉池及污泥回流设备,一般情况下不设调节池及初沉池。因此,污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
(2)生化反应推动力大
CASS工艺从污染物的降解过程来看,当污水以相对较低的水量连续进入CASS池时即被混合液稀释,因此,从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥法范畴;而从CASS工艺开始曝气到排水结束整个周期来看,基质浓度由高到低,浓度梯度从高到低,基质利用速率由大到小,因此,CASS工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器,生化反应推动力较大。
(3)沉淀效果好
CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用,沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多,虽有进水的干扰,但其影响很小,沉淀效果较好。实践证明,当冬季温度较低,污泥沉降性能差时,或在处理一些特种工业废水污泥凝聚性能差时,均不会影响CASS工艺的正常运行。实验和工程中曾遇到SV30高达96%的情况,只要将沉淀阶段的时间稍作延长,系统运行不受影响。
(4)运行灵活,抗冲击能力强
CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素,能确保污水在系统内停留预定的处理时间后经沉淀排放,特别是CASS工艺能够经过调节运行周期来适应进水量和水质的变比。当进水浓度较高时,也可经过延长曝气时间实现达标排放,达到抗冲击负荷的目的。在暴雨时,可经受平常平均流量6信的高峰流量冲击,而不需要独立的调节地。多年运行资料表明,在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2~3信时,处理效果依然令人满意。而传统处理工艺虽然已设有辅助的流量平衡调节设施,但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失,严重影响排水质量。当强化脱氮除磷功能时,CASS工艺可经过调整工作周期及控制反应池的溶解氧水平,提高脱氮除磷的效果。因此,经过运行方式的调整,能够达到不同的处理水质。
(5)不易发生污泥膨胀
污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题,由于污泥沉降性能差,污泥与水无法在二沉池进行有效分离,造成污泥流失,使出水水质变差,严重时使污水处理厂无法运行,而控制并消除污泥膨胀需要一定时间,具有滞后性。因此,选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的问题。由于丝状菌的比表面积比菌胶团大,因此,有利于摄取低浓度底物,但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小,在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖,但由于胶团细菌比增殖速率较大,其增殖量也较大,从而较丝状菌占优势。而CASS反应池中存在着较大的浓度梯度,而且处于缺氧、好氧交替变化之中,这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌,使其成为曝气池中的优势菌属,有效地抑制丝状菌的生长和繁殖,克服污泥膨胀,从而提高系统的运行稳定性。
(6)适用范围广,适合分期建设
CASS工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程,比SBR工艺适用范围更广泛;连续进水的设计和运行方式,一方面便于与前处理构筑物相匹配,另一方面控制系统比SBR工艺更简单。对大型污水处理厂而言,CASS反应池设计成多池模块组合式,单池可独立运行。当处理水量小于设计值时,能够在反应地的低水位运行或投入部分反应池运行等多种灵活操作方式;由于CASS系统的主要核心构筑物是CASS反应池,如果处理水量增加,超过设计水量不能满足处理要求时,可同样复制CASS反应池,因此CASS法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展,它的阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。
(7)剩余污泥量小,性质稳定
传统活性污泥法的泥龄仅2~7天,而CASS法泥龄为25~30天,因此污泥稳定性好,脱水性能佳,产生的剩余污泥少。去除1.0kgBOD产生0.2~0.3kg剩余污泥,仅为传统法的60%左右。由于污泥在CASS反应池中已得到一定程度的消化,因此剩余污泥的耗氧速率只有10mgO2/g MLSS.h以下,一般不需要再经稳定化处理,可直接脱水。而传统法剩余污泥不稳定,沉降性差,耗氧速率大于20mgO2/g MLSS.h ,必须经稳定化后才能处理。
3.3方案的确定
由以上知,两种工艺都能达到预期的处理效果,且都为成熟工艺,但经分析比较,CASS工艺方案在该污水厂的建立有以下方面具有明显优势:
(1)工艺流程简单,占地面积小,投资较低,不需设置二沉池。
(2)不易发生污泥膨胀,而氧化沟在实际的运行过程中,仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题。
(3)CASS工艺适用范围广,适合分期建设,可为后期污水处理厂发展留有余地。
综合以上对比分析,本工程以CASS工艺作为污水处理厂二级处理的处理工艺。
3.4工艺流程图
本文将结合以上的内容, 主要研究日处理能力为10万m3 以下, 特别是1~5万m3/d 规模的城市污水处理厂适用的各种处理工艺流程的比较和选择, 从而确定不同条件下适用的较优工艺流程。
该污水厂设计采用的处理工艺流程如图1:

进水
粗格栅和提升泵房
细格栅
平流沉砂池
CASS池
普通快滤池
消毒池
用户

图1 污水处理厂工艺流程图

污泥处理工艺流程如图2:
CASS池
污泥提升泵房
储泥池
污泥浓缩池

图2 污泥处理工艺流程图

4 污水处理构筑物的设计说明
4.1 粗格栅的设计
粗格栅用以截留污水中的较大悬浮物或者漂浮物,以减轻后续处理物的负荷,用以去除可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物,并保证后续处理设施的正常运行的装置[5]。

图3格栅计算示意图
4.1.1 格栅尺寸
（1） 最大设计流量:

(2)栅条间隙数n

式中:
——栅条间隙数,个;
——格栅倾角,,取= 60;
——栅条间隙, ,取=0.05;
——栅前水深,,取=0.4;
——过栅流速,,取=0.9;
——工业污水流量总变化系数,根据设计任务书取=1.5。
则

(3)有效栅宽

式中:——栅条宽度,,取0.01 。
则: =0.01×(26-1)+0.0526=1.55
4.1.2 经过格栅的水头损失 h1

式中:——设计水头损失,;
ξ——形状系数,栅条形状选用正方形断面因此,其中ε=0.64;
——系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用=3;
——重力加速度,,取=9.81;
则: ,符合设计要求。
4.1.3 栅后槽总高度 H

式中:——栅前渠道超高,,取=0.3。
则: =0.4+0.082+0.3=0.782。
4.1.4 栅槽总长度 L

式中: ——进水渠道渐宽部分的长度,;
——进水渠宽,,取=0.8;
——进水渠道渐宽部分的展开角度,,取=20;
——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度,;
——栅前渠道深,.
则:=

=
4.1.5 每日栅渣量 W

式中:——栅渣量,,取=0.03。
则:

格栅的日栅渣量为:, 宜采用机械清渣。
4.1.6 格栅的选择

表1 HG-1400型回转格栅技术参数
项目
格栅宽度
mm
栅条间距
mm
安装角

电机功率
kw
参数
1400
900
60~75
1.5
4.2提升泵房
设计最大水量为,选用3台潜水排污泵(两用一备),则流量为。
所需的扬程为4.34m(见水力计算和高程计算)。
泵的选型如下:
表2 泵的选型
型号
排出口
(mm)
流量
(m3/h)
扬程
(m)
转速
(r/min)
功率
(kw)
350QW1100-10-45
250
1100
10
980
45

4.3细格栅
4.3.1细格栅的隔栅尺寸
(1)最大设计流量: Q=0.53m3/s
(2)栅条间隙数n

式中:
——栅条间隙数,个;
——格栅倾角,,取= 60;
——栅条间隙, ,取=0.01;
——栅前水深,,取=0.4;
——过栅流速,,取=0.9;
——工业污水流量总变化系数,取=1.5。
则

(3)有效栅宽

式中:——栅条宽度,,取0.01 。
则: =0.01×(64-1)+0.0164=1.27
4.3.2经过格栅的水头损失 h1

式中:——设计水头损失,;
——形状系数,取=1.67(由于选用断面为迎水背水面均为半圆形的矩形)。
——系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用=3;
——重力加速度,,取=9.81;
——阻力系数,其值与栅条断面形状有关;
则 0.179m
4.3.3 栅后槽总高度 H

式中:——栅前渠道超高,,取=0.3。
则: =0.4+0.179+0.3=0.879。
4.3.4 栅槽总长度 L

式中: ——进水渠道渐宽部分的长度,;
——进水渠宽,,取=0.6;
——进水渠道渐宽部分的展开角度,,取=20;
——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度,;
——栅前渠道深,.
则:=m
=0.20m

=2.5m
4.3.5 每日栅渣量 W

式中:——栅渣量,,取=0.07。
则:

格栅的日栅渣量为:2.14>0.2 , 宜采用机械清渣。
表3 HG-1000型回转式机械格栅技术参数
项目
设备宽度mm
栅条间距
mm
安装角

电机功率
kw
参数
1000
10
60
1.1

4.4 平流式沉砂池
4.4.1 功能:
对污水中的以无机物为主体、比重大的(如砂子、煤渣等)固体悬浮物进行沉淀分离,减轻CASS生化池的负荷。
沉砂池的作用是去除污水中将比重较大的颗粒去除,其工作原理是以重力分离为基础,故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重较大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走[6]。
平流式沉砂池的设计参数:
(1)一般按去除相对密度2.65,粒径大于0.2mm的沙粒确定。
(2)沉砂池得座数或分格数不得少于两个,宜按并联系列设计。污水量较小时,一备一用;较大时,同时工作。
(3)设计流量的确定 一般按最大设计流量计算。
(4)最大设计流量时,污水在池内的最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s。
(5)最大设计流量时,污水在池内停留时间不少于30s,一般为30~60s。
(6)设计有效水深应不大于1.2m,一般采用0.25~1.0m,每格池宽不宜小于0.6m,超高不宜小于0.3m。
(7)沉砂量的确定 生活污水得沉砂量一般按每人每天0.01~0.02L。
(8)池底坡度一般为0.01~0.02,并可根据除砂设备要求,考虑池底得外形。
4.4.2 设计计算
设计两座,每座两格,单座的最大设计流量时的流速V=0.20m/s,最大设计流量时的流行时间t=40s,工业污水沉砂 量X=30/污水。沉沙池每2天清除一次。
(1)沉砂池长度(L),L=vt=0.20×40=8m
(2)水流断面积(A)
取每格最大流量Qmax=0.139/s
则:A=Qmax/v=0.139/0.20=0.695m2
(3)池总宽度(B)
取每格宽取b=1.2m则:
池总宽B=nb=2×1.2=2.4m
(4)有效水深(h2)
h2=A/b=0.695/1.2=0.579m(介于0.251~.0m之间,符合要求)
(5)贮砂斗所需容积V
设:T=2d
则:
其中: X…………城市污水沉砂量,一般采用30/106,
(6)每个污泥沉砂斗容积(V0)
设:每一分格有2个沉砂斗
则: V0= V/(2×2)=0.47/4=0.118
(7)沉砂斗各部分尺寸及容积(V)
设:沉砂斗底宽b1=0.5m,斗高=0.35m,斗壁与水平面的倾角为60°
则:沉砂斗上口宽:

复核沉砂斗容积:
>V0=0.118
(8)沉砂池高度(H)
设采用重力排砂,池底坡度i＝6％,坡向砂斗,则: m

设:超高h1=0.3m
则:H=h1+h2+h3=0.3+0.58+0.53=1.41m
(9)进出水渐宽部位长度为:L1=(B-B1)/2tan20°=(2.6－2.1)/0.728=0.734m
(10)验算最小流量时的流速:
在最小流量时只用一格工作,即n=1,最小流量即平均流量
Q=15000/d=0.17/s
则:vmin=Q/A=0.174/0.70=0.25m/s
沉砂池要求的设计流速在0.15 m/s~0.30 m/s之间,符合要求。
4.4.3主要工程内容
平流沉砂池两座,采用机械排砂,排出的砂经洗砂后外送。

图4平流沉砂池计算草图

4.5 CASS生化池
4.5.1 CASS的功能
CASS是一种具有脱氮除磷功能的循环间歇废水生物处理技术每个CASS反应器由3个区域组成,即生物选择区、缺氧区和主反应区。
生物选择区是设置在CASS前端的容积约为反应器总容积的10%,水力停留时间为0.5h~1h、一般在厌氧或兼氧条件下运行:生物选择器是根据活性污泥反应动力学原理而设置的。经过主反应区污泥的回流并与进水混合,不但充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物也起到良好的水解作用,同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。设置选择器,还有利于改进污泥的沉降性能,防止污泥膨胀问题的发生另外,选择器中还可发生比较显著的反硝化作用(回流污泥混合液中一般含2mg/L左右的硝态氮),其所去除的氮可占总去除率的20%左右。选择器可定容运行,亦可变容运行[7]。多池系统中的进水配水池也可用作选择器。
CASS工艺生物选择器的设置对进水水质、水量、pH值和有毒有害物质起到了较好的缓冲作用,并能经过酶的快速转移迅速吸收并去除部分易降锵的溶锵性有机物,由此而产生的底物积累和再生过程,有利于选择出絮凝性细菌。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的底物积累一再生理论,使活性污泥在生物选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(底物积累),随后在主反应区经历一个较低负荷的底物降锵阶段,以完成整个底物去除过程。预反应区体积仅占反应池总体积的10%~15%,因此,该部分活性污泥在高BOD负荷条件下运行,一方面强化了生物吸附作用,另一方面促进了微生物的增殖。一般,污泥膨胀是由于丝状菌的过量繁殖造成的。丝状菌比菌胶团的比表面积大,有利于摄取低浓度底物。在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降锵基质与增殖,而丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小,因此其增殖量也较小,从而相比之下,菌胶团的增殖量大,从而占有优势。CASS工艺生物选择器就是利用底物作为推动力选择性地培养菌胶团细菌,使其成为曝气池中的优势菌。因此,CASS工艺的预反应区不但能够连续进水,同时又发挥了生物选择器的作用,能有效抑制丝状菌的生长和繁殖,避免污泥的丝状膨胀,提高了系统的运行稳定性另外,在这个区内的难降锵大分子物质易发生水锵作用,这对提高有机物的去除率具有一定的作用。
缺氧区不但具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质、水量变化的缓冲作用,同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用。
根据设定的运行时间程序周期运行,实现有机物的降解,氮、磷营养盐和SS去除,使处理后的污水达到设计排放标准[8]。
4.5.2 设计计算
(1)曝气时间
反应池内的污泥浓度X用1500~5000mg/L之间,本设计设混合液污泥浓度X=2500mg/L,污泥负荷(的值一般采用0.1~0.4),充水比,曝气时间ta为

式中: ta——曝气水深,h
S0——进水BOD5浓度,mg/L
（2） 沉淀时间
当污泥浓度小于3000mg/L,污泥界面沉降速度为

式中,T为污水温度。
设污水温度T=10,污泥界面沉降速度为
m/h
设曝气池水深H=5m,缓冲层高度m,沉淀时间为
h
(3)运行周期t
设排水时间=0.5h,运行周期为
h
每日周期数

（4） 曝气池容积V 曝气池个数,每座曝气池容积为

(5)复核出水溶解性BOD5
根据设计出水水质,出水溶解性BOD5应小于10.55mg/L。本例出水溶
解性BOD5为

计算结果满足设计要求
（6） 计算剩余污泥量
10时活性污泥自身氧化系数为

剩余生物污泥量 为

=1957.41 kg/d
剩余非生物污泥量为

剩余污泥